Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32319
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-9334-1052
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Embargo Date: 2023-06-18
Title: Redes neurais convolucionais para classificação e avaliação da maturação de frutos de café
Alternate title (s): Convolutional neural networks for classification and evaluation of coffee fruit maturation
Author: Mundim Filho, Anagê Calixto
First Advisor: Carneiro, Murillo Guimarães
First coorientator: Alvarenga, Cleyton Batista
First member of the Committee: Souza, Jefferson Rodrigo
Second member of the Committee: Faria, Matheus Prado Prandini
Summary: Neste trabalho foi desenvolvido um sistema baseado em aprendizado profundo voltado para classificação de frutos de café em seus cinco estádios de maturação bem como para auxiliar os cafeicultores na tomada de decisão sobre o momento mais apropriado para iniciar a colheita. Estes são problemas com elevado grau de dificuldade devido ao amadurecimento desuniforme dos frutos dessa planta. Nesse sentido, foi criada uma base de dados com mais de 10000 imagens de frutos de café capturadas em seus diferentes estádios de maturação, com uma parcela representativa delas analisadas e rotuladas por especialistas da área. Além disso, foram triplicadas tais imagens rotuladas a partir de aumento de dados e essa base de dados resultante para o treinamento da rede neural convolucional. Foram consideradas três arquiteturas de redes neurais convolucionais apropriadas para dispositivos móveis, MobileNet, MobileNet V2 e NasNetMobile, as quais foram treinadas e tiveram seu desempenho preditivo comparado entre si. Os resultados mostraram que a abordagem foi bem sucedida, uma vez que o melhor modelo obteve uma acurácia de 93\% e F1 de 92\% em um conjunto separado de imagens de teste. Um protótipo considerando esse modelo foi inclusive desenvolvido e disponibilizado para testes com cafeicultores.
Abstract: In this work, we investigated deep learning methods to classify coffee trees maturation and assist farmers in the decision-making of the coffee harvest. These are little explored problems in the literature and they are difficult because the fruits ripen unevenly in the plant. In this sense, a database was created with more than 10,000 images of coffee fruits in their five stages of maturation, which was labeled by experts in the field. In addition, we tripled the classified images using data augmentation methods and trained a convolutional neural network over this data set. As these models are intended to be available in smartphones, we focused on the investigation of convolutional neural networks appropriate to this scenario, such as MobileNet, MobileNet V2, and NasNetMobile, which were trained and had their predictive performance compared. The results show that our best model obtained an accuracy of 93 \% and F1 of 92 \% in a separate set of test images. A prototype that implemented this model was created to allow coffee farmers to test our system.
Keywords: Redeus neurais convolucionais
Convolutional neural networks
Classificação do café
Coffee classifiaction
Aprendizado profundo
Deep learning
Android
Android
Aprendizado supervisionado
Supervised learning
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: MUNDIM FILHO, Anagê Calixto. Redes neurais convolucionais para classificação e avaliação da maturação de frutos de café. 2021. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Sistemas de Informação) - Universidade Federal de Uberlândia Campus Monte Carmelo, Monte Carmelo, 2021
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32319
Date of defense: 18-Jun-2021
Appears in Collections:TCC - Sistemas de Informação (Monte Carmelo)

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